Medii de transmisie II

Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul TICProiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul POS DRU 2007-2013Beneficiar – Centrul Naţional de Dezvoltare a Învăţământului Profesional şi Tehnic

str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureşti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498, [email protected]

Medii de transmisie Material de predare – partea a II-a

Domeniul: Electronică AutomatizăriCalificarea: Tehnician de telecomunicaţii

Nivel 3

2009

mailto:[email protected]

AUTOR:OTILIA GEORGESCU – profesor grad didactic I

COORDONATOR:

MIRELA LIE – profesor grad didactic I

CONSULTANŢĂ:

IOANA CÎRSTEA – expert CNDIPT

ZOICA VLĂDUŢ – expert CNDIPT

ANGELA POPESCU – expert CNDIPT

DANA STROIE – expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat în cadrul proiectului Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul TIC, proiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul POS DRU 2007-2013

2

CuprinsCuprins.............................................................................................................................................3I. Introducere....................................................................................................................................4II. Documente necesare pentru activitatea de predare.....................................................................6III. Resurse.......................................................................................................................................7

TEMA 2: CABLURI CU PERECHI DE CONDUCTOARE......................................................7Fişa suport 2.1: Tipuri constructive de cabluri........................................................................7Fişa suport 2.2: Categorii de cabluri cu perechi torsadate.....................................................14Fişa suport 2.3: Parametrii cablurilor cu perechi metalice....................................................18Fişa suport 2.4: Metoda punţilor de măsură..........................................................................24Fişa suport 2.5: Metoda de măsurare a diafoniei...................................................................29Fişa suport 2.6: Metode de măsurare a nivelului de transmisie.............................................33Fişa suport 2.7: Operaţii specifice remedierii deranjamentelor.............................................37

TEMA 3: CABLURI CU FIBRĂ OPTICĂ...............................................................................41Fişa suport 3.1: Parametrii fibrelor optice.............................................................................41Fişa suport 3.2: Tipuri de fibră optică...................................................................................46Fişa suport 3.3: Elementele componente ale unui cablu optic...............................................50Fişa suport 3.4: Principiului de transmitere a semnalelor prin fibra optică...........................54Fişa suport 3.5: Joncţionarea cablurilor optice......................................................................57

IV. Fişa rezumat.............................................................................................................................61V. Index al prescurtarilor si abrevierilor........................................................................................63VI. Bibliografie..............................................................................................................................64

3

I. Introducere

Materialele de predare reprezintă o resursă – suport pentru activitatea de predare, instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informaţie didactică.

Prezentul material de predare, se adresează cadrelor didactice care predau în cadrul liceului tehnologic, profil Tehnic, calificarea Tehnician de telecomunicaţii.

Modulul „Medii de transmisie” pentru care a fost elaborat materialul, are alocate 50 ore: Laborator tehnologic – 30 ore Instruire practicǎ – 20 ore

Competenţe/Competenţe cheie Teme Fişe suport

Utilizează cablurile cu perechi de conductoare

Tema 2:

Cabluri cu perechi de conductoare

Fişa 2.1 – Tipuri constructive de cabluri

Fişa 2.2 – Categorii de cabluri cu perechi torsadate

Fişa 2.3 – Parametrii cablurilor cu perechi metalice

Fişa 2.4 – Metoda punţilor de măsură

Fişa 2.5 – Metoda de măsurare a diafoniei

Fişa 2.6 – Metode de măsurare a nivelului de transmisie

Fişa 2.7 – Operaţii specifice remedierii deranjamentelor

Utilizează cabluri cu fibră optică

Tema 3:

Cabluri cu fibră optică Fişa 3.1 – Parametrii

fibrelor optice

Fişa 3.2 – Tipuri de fibră optică

Fişa 3.3 – Elementele componente ale unui

Competenţe/Competenţe cheie Teme Fişe suport

cablu optic

Fişa 3.4 – Principiului de transmitere a semnalelor prin fibra optică

Fişa 3.5 – Joncţionarea cablurilor optice

În abordarea conţinuturilor aferente modulului „Medii de transmisie” este obligatorie şi

consultarea părţii I, respectiv a II-a a materialului de învăţare.

Utilizând strategii didactice adecvate pentru parcurgerea conţinuturilor modulului „Medii

de transmisie” se asigură formarea competenţelor tehnice generale aferente nivelului

3 şi corespunzătoare calificării de „Tehnician de telecomunicaţii”. Se dezvoltă astfel

abilităţi cognitive şi practice prin care elevii vor fi capabili să îndeplinească sarcini cu

caracter tehnic de montaj, punere în funcţiune şi întreţinere a reţelelor de comunicaţii.

5

II. Documente necesare pentru activitatea de predarePentru predarea conţinuturilor abordate în cadrul materialului de predare cadrul

didactic are obligaţia de a studia următoarele documente:

Standardul de Pregătire Profesională pentru calificarea Tehnician de telecomunicaţii, nivelul 3 – www.tvet.ro, secţiunea SPP sau www.edu.ro , secţiunea învăţământ preuniversitar

Curriculum pentru calificarea Tehnician de telecomunicaţii, nivelul 3 – www.tvet.ro, secţiunea Curriculum sau www.edu.ro , secţiunea învăţământ preuniversitar

6

http://www.edu.ro/

http://www.tvet.ro/

http://www.edu.ro/

http://www.tvet.ro/

III. Resurse

TEMA 2: CABLURI CU PERECHI DE CONDUCTOARE

Fişa suport 2.1: Tipuri constructive de cabluri Competenţa:


TIPURI CONSTRUCTIVE DE CABLURI

În telecomunicaţii, conductoarele de cupru reprezintă cel mai vechi suport fizic utilizat

pentru transmiterea la distanţă a informaţiei. Transmisia informaţiei pe cabluri cu

perechi de conductoare se bazează pe propagarea unui semnal electric care trebuie să

rămână între anumiţi parametrii, pe parcursul drumului între sursă şi destinaţie. În

funcţie de structura lor şi de parametrii specifici ai mediului de transmisie, cablurille cu

perechi de conductoare se împart în două mari categorii: cabluri coaxiale şi cabluri torsadate.

Cablul coaxial este un cablu electric care se compune dintr-un conductor central din

cupru, masiv sau liţat, înconjurat de un material izolator (PVC, teflon), urmat de un

înveliş metalic numit conductor exterior. Acesta este un ecran realizat cu ţesătură din

fire subţiri de cupru (tresa), din bandă (folie) din cupru (rar din aluminiu) sau din fire de

cupru paralele înfăşurate pe izolaţia din jurul conductorului central. Tot cablul este

acoperit de un ultim strat izolator, exterior, numit teacă de plastic.

Cablul coaxial este ultilizat pentru transmisiuni de înaltă frecvenţă sau pentru semnale

de bandă largă. Deoarece câmpul electromagnetic purtător al semnalului există doar în

spaţiul dintre cei 2 conductori el nu poate interfera sau permite interferenţe cu alte

câmpuri electromagnetice externe. Acest cablu are cea mai bună ecranare. Conectorul

folosit de acest tip de cablu se numeşte BNC (Bayone-Neill-Concelman).

Fig. 2.1.1. Cablul coaxial

1 – teacă plastic

2 – conductor exterior

3 – material izolator

4 – conductor central din cupru

Fig. 2.1.2 Structura cablului coaxial

Clasificarea cablurilor coaxiale:În funcţie de parametrii specifici, cablurile coaxiale se clasifică astfel:

a) După rigiditatea învelişului:

cabluri coaxiale rigide;

cabluri coaxiale flexibile.

Cablurile coaxiale rigide au un înveliş dur în timp, iar cele flexibile au un înveliş metalic

împletit din fire subţiri de cupru.

b) După impedanţa caracteristică:

cabluri coaxiale cu impedanţa de 50Ω (cablul de tip Ethernet);

cabluri coaxiale cu impedanţa de 75Ω (cablul tip “televiziune prin cablu”).

c) După tipul materialului izolant: cabluri coaxiale cu polietilenă [PE - RG59, RG6];

cabluri coaxiale cu politetrafluoroetilenă [PTFE];

cabluri coaxiale cu teflon [RG179, RG178, RG180 BU] etc.

d) După dimensiune:

cabluri coaxiale mici: 1,2/3,5; 1,2/4,2; 1,8/6,4;

cabluri coaxiale medii: 2,6/9,4;

cabluri coaxiale mari: 5/18.

Dimensiunile de mai sus sunt specificate prin diametrul conductorului central (d) şi

diametrul interior al conductorului exterior (D), exprimate în mm, ca raport d/D.

Cel mai răspândit tip de cablu este RG/6. Acesta este disponibil sub mai multe forme.

Există cabluri destinate interiorului sau exteriorului casei, cabluri “inundate” umplute cu

material rezistent la apă pentru utilizări la conducte subterane sau “messenger” care

este rezistent la apă, dar conţine şi un fir de oţel de-a lungul său pentru a descărca

eventualele tensiuni apărute.

8

Cablul torsadat este realizat din fire de cupru răsucite unul în jurul celuilalt. Numărul de

perechi de fire este variabil. Astfel, prin răsucirea firelor de cupru, se vor atenua

semnalele parazite provenite de la diverse surse de zgomot sau fire alăturate.

Cablurile torsadate pot fi împărţite în două categorii:

1) neecranate (Unshielded Twisted Pair – UTP) – fig. 3

2) ecranate (Shielded Twisted Pair – STP) – fig. 4

Fig. 2.1.3 Cablul UTP

Fig. 2.1.4 Cablul STP

Cablul cu perechi răsucite neecranat (UTP) este un tip de cablu des întâlnit care

conţine 4 perechi de conductoare. Fiecare conductor al unei perechi este răsucit în

jurul celuilalt, în scopul anulării interferenţei electromagnetice, eliminând astfel diafonia.

Numărul de răsuciri pe o distanţă de un metru face parte din specificaţiile constructive

ale fiecărui cablu. Cu cât acest număr este mai mare, cu atât diafonia este mai redusă.

Perechile de conductoare sunt răsucite între ele, având un pas de torsadare cuprins

între (80–200) mm, care diferă de la o pereche la alta. Pentru a reduce diafonia,

perechile de conductoare sunt torsadate între ele cu un pas de 300 mm. La exterior,

cablul UTP are o manta de protecţie mecanică, realizată din material plastic.

1 – conductor

2 – izolaţie

3 – pereche

4 – cămaşă

Fig. 2.1.5 Structura cablului UTP

9

Cablul UTP nu este protejat faţă de interferenţele electromagnetice şi undele radio

externe. De aceea instalarea lor se face separat faţă de alte cabluri.

Caracteristicile cablului UTP : Impedanţa caracteristică a unei perechi de conductoare are valoarea de 100Ω;

Diametrul exterior al cablului este de 0,43 cm;

Izolaţiile conductoarelor sunt de culori diferite, pentru a permite identificarea

perechilor de conductoare şi corespondenţa lor la capetele cablului;

Pentru lungimi mai mari de 100m, necesită folosirea repetoarelor de semnal

care să compenseze atenuarea proprie a cablului;

Deşi este considerat cel mai rapid mediu de transmisie bazat pe cupru, este mai

vulnerabil în faţa zgomotelor electrice în comparaţie cu alte categorii de cabluri.

Cablul cu perechi torsadate în folie (FTP) este un cablu UTP în care conductorii sunt

înveliţi într-o folie exterioară de ecranare. Folia de ecranare are scopul de a proteja

împotriva interferenţelor externe şi rolul de conductor de împământare.

1 – conductor

2 – izolaţie

3 – pereche

4 – folie

5 – cămaşă

Fig.2.1.6 Structura cablului FTP

Cablul cu perechi torsadate neecranat, cu tresă (S/UTP) este un cablu FTP căruia i

s-a adăugat o tresă împletită în locul foliei de ecranare. Tresa înveleşte toate perechile

de conductoare.

1 – conductor

2 – izolaţie

3 – pereche

4 – tresă

5 – cămaşă

Fig.2.1.7 Structura cablului S/UTP

10

Cablul cu perechi torsadate ecranat (STP) este format din 4 perechi de conductoare.

Fiecare pereche conductoare este torsadată şi ecranată cu o folie metalică. Cele 8

conductoare sunt ecranate electromagnetic cu un ecran suplimentar de tip folie sau

panglică metalică. La exterior, cablul STP are o manta din material plastic pentru a fi

protejat mecanic şi împotriva factorilor de mediu. Acest cablu combină trei tehnici legate

de transmisia datelor: shielding (protejarea), cancellation (anularea) şi torsadarea

firelor.

1 – conductor

2 – izolaţie

3 – pereche

4 – folie

5 – cămaşă

Fig.2.1.8 Structura cablului STP

Învelişul protector folosit în cablul STP nu face parte din circuitul electric aşa cum se

întamplă în cazul cablului coaxial. Astfel, la o conectare incorectă, învelişul protector

va acţiona ca o antenă, absorbând semnalele electrice din cablurile aflate în vecinătate.

Caracteristicile cablului STP: Impedanţa caracteristică a unei perechi de conductoare are valoarea de 150Ω;

Capacitatea de transmisie: se pot realiza transferuri de pâna la 500 Mbps la

100m. Cea mai utilizată rată este de 16 Mbps;


care să compenseze atenuarea proprie a cablului;

Cablul STP este mai scump decât cablul UTP dar oferă protecţie împotriva

tuturor tipurilor de interferenţe.

Cablul cu perechi torsadate ecranat, cu tresă (S/STP) conţine 4 perechi de

conductoare, fiind o combinaţie între cablurile UTP şi STP. Nu prezintă ecran pentru

fiecare pereche conductoare, în schimb prezintă un ecran suplimentar de tip folie sau

panglică metalică care înveleşte toate perechile. Ecranul suplimentar, numit si ecran de

grup, este eficient doar dacă este împământat la ambele capete şi nu prezintă

discontinuităţi.

11

1 – conductor

2 – izolaţie

3 – pereche

4 – folie

5 – tresă

6 – cămaşă

Fig. 2.1.9 Structura cablului S/STP

Caracteristicile cablului S/STP: Impedanţa caracteristică a unei perechi de conductoare are valoarea de

100Ω sau 120 Ω;


care să compenseze atenuarea proprie a cablului.

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor 1. Identificaţi elementele componente ale unui cablu cu perechi de

conductoare;

12

Sugestii metodologice

UNDE PREDĂM? Conţinutul poate fi predat în laboratorul tehnologic sau atelierul

şcoală care are videoproiector sau flipchart.

CUM PREDĂM?

Se recomandă utilizarea mijloacelor multimedia pentru activităţile de predare

şi documentare.

Organizare clasă: Clasa va fi organizată pe grupe de 3-4 elevi.

Metode de predare: Experiment Conversaţie Descoperirea dirijată Problematizarea

Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;

o Prezentarea unor imagini ale cablurilor cu perechi de conductoare şi

accesorii specifice reţelelor de comunicaţii

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de identificare a tipurilor constructive de cabluri

Activităţi de selecţionare a SDV-urilor specifice lucrărilor pe cabluri

Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate

Fişe de lucru Fişe de documentare Fişe tehnologice

Materiale de evaluare:

o Probe orale şi practice

13

Fişa suport 2.2: Categorii de cabluri cu perechi torsadateCompetenţa:


CATEGORII DE CABLURI CU PERECHI TORSADATE

Cablul torsadat este unul dintre cele mai vechi suporturi utilizate ca mediu de

transmisie. El este compus din două conductoare de cupru, izolate unul de altul şi

înfăşurate în mod elicoidal de-a lungul axei longitudinale. Caracteristicile sale electrice

permit semnalelor transmise să parcurgă kilometri fără să necesite amplificare sau

regenerare. Acest cablu poate fi utilizat atât pentru transmisia semnalelor numerice cât

şi a celor analogice. Cablul torsadat se caracterizează prin: diametrul firelor de cupru,

atenuarea exprimată în dB/km, impedantă caracteristică. Factorul de merit al cablului

torsadat este reprezentat deseori prin produsul dintre banda de frecvenţă şi lungime

(MHz*km) sau produsul dintre debitul binar şi lungime (Mbiti/s*km).

Cablul cu perechi torsadate poate fi folosit pentru orice aplicaţie. De aceea el a fost

supus unui proces de standardizare. Cablurile cu perechi răsucite sunt împărţite în

categorii în funcţie de specificaţiile privind integritatea semnalului. În cazul în care într-

un sistem sunt utilizate cabluri aparţinând mai multor categorii, performanţele maxime

ale sistemului sunt limitate la cele ale categoriei inferioare.

În funcţie de viteza de transmisie şi frecvenţa semnalului se disting 7 categorii de

cabluri cu perechi torsadate.

Categoria 1 (Telecommunication) – sunt cabluri folosite în telefonia analogică clasică.

Se pot face transmisii de voce şi date la viteză mică (pentru mai puţin de 4Mbps) şi

erau utilizate în reţelele vechi de telefonie.

Această categorie de cabluri cu perechi de conductoare a fost definită în standardul

TIA/EIA 568 şi a fost utilizată pentru comunicaţii telefonice, ISDN şi sonerii. În prezent

este perimată, nerecunoscută de TIA/EIA şi neutilizată.

Categoria 2 (Low Speed Data) – sunt cabluri folosite în telefonia analogică şi digitală.

La fel ca şi categoria anterioară de cabluri cu perechi de conductoare, se utilizează

pentru transmisii de voce şi date la viteze reduse (pentru mai puţin de 4Mbps).

14

http://ro.wikipedia.org/wiki/Telefonie

Categoria 2 de cabluri cu perechi de conductoare a fost definită în standardul TIA/EIA

568 şi a fost utilizată în reţelele token ring, fiind capabilă a transmite date la o viteză de

4Mbps. În prezent este perimată, nerecunoscută de TIA/EIA şi neutilizată.

Categoria 3 (High Speed Data) – sunt cabluri folosite în realizarea reţelelor locale. Ele

se utilizează pentru transmisii de date şi permit viteze de transfer, în mod obişnuit, de

(10 – 16) Mbps, la o frecvenţă de 16MHz . Sunt cel mai potrivite în reţelele de

calculatoare.

Categoria 3 de cabluri cu perechi de conductoare a fost proiectată ca parte a familie

de standarde privind cablurile de cupru definite în parteneriat de EIA şi TIA. Aceste

cabluri au fost utilizate pe scară largă în anii '90 în reţelele de date, pierzând, cu

timpul, în favoarea altor categorii de cabluri cu performanţe sporite. Categoria 3 de

cabluri cu perechi de conductoare este încă recunoscută de standardul TIA/EIA-568-B.

Categoria 4 (Low Loss, High Performance Data) – sunt cabluri cu performanţe

ridicate din punct de vedere al vitezei de transmisie şi al atenuării. Sunt folosite în reţele

cu rate de transfer de până la 20 Mbps, având o frecvenţă de 20MHz.

Categoria 4 de cabluri cu perechi de conductoare a fost definită în standardul TIA/EIA

568 şi a fost utilizată în reţelele token ring. În prezent este perimată, nerecunoscută de

TIA/EIA şi neutilizată.

Categoria 5 (Low Loss, Extended Frequency, High Performance Data) – sunt

cabluri folosite în realizarea reţelelor locale şi a fost proiectată pentru a oferi o înaltă

integritate a semnalului.

Categoria 5 de cabluri cu perechi de conductoare a fost definită în standardul

ANSI/TIA/EIA-568-A, cu clarificări în TSB-95. Aceste documente precizau

caracteristicile de performanţă şi cerinţele de testare pentru frecvenţe de până la

100MHz. Cablurile din categoria 5 aveau patru perechi de conductoare răsucite într-o

cămaşă şi 3 răsuciri la fiecare 2,54 cm de cablu de cupru AWG 24. Au fost utilizate în

cablarea structurată a reţelelor de date şi au avut aplicaţie şi în transportul altor

semnale: servicii de telefonie de bază, reţele token ring şi ATM. Pentru conectarea

acestor cabluri se utilizau în general conectori RJ-45.

În anul 2001 s-a introdus standardului TIA/EIA-568-B şi astfel categoria 5 de cabluri cu

perechi de conductoare, fiind perimată, a fost înlocuită de categoria 5e. Categoria 5e

este o versiune îmbunătăţită a categoriei 5 care adaugă specificaţii referitoare la

telediafonie. Deşi specificaţiile privind performanţa sunt mai stricte (frecvenţe de până la

15

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Telediafonie&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Cat.5e&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=TIA/EIA-568-B&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=RJ-45&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Asynchronous_Transfer_Mode&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Token_ring&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Telefonie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Re%C5%A3ea_de_calculatoare

http://ro.wikipedia.org/wiki/Cablare_structurat%C4%83

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=American_Wire_Gauge&action=edit&redlink=1


http://ro.wikipedia.org/wiki/1990

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Telecommunications_Industry_Association&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Electronic_Industries_Alliance&action=edit&redlink=1


125 MHz), cablul de categoria 5e nu permite distanţe mai lungi pentru reţelele Ethernet.

Astfel, cablurile orizontale sunt limitate tot la 90 m lungime. Caracteristicile de

performanţă şi cerinţele de testare pentru categoria 5e sunt precizate în standardul

TIA/EIA-568-B.2-2001.

Categoria 6 – sunt cabluri cu performanţe înalte la o frecvenţă dublă (250MHz) faţă de

categoria 5e. Această categorie conţine patru perechi de conductori de cupru. Lungimea

maximă a unui cablu orizontal categoria 6 este 90 m. În funcţie de raportul dintre

lungimea cablului de conectare şi lungimea cablului orizontal, în cazul unui canal

complet (cablu orizontal plus cabluri de conectare la fiecare capăt), lungimea maximă

admisă poate fi până la 100m.

Categoria 6 de cabluri cu perechi de conductoare a fost definită în standardul

ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1 şi a fost folosită pentru protocoale de reţea. Această categorie

de cabluri este compatibilă cu categoriile 3, 5 şi 5e. Categoria 6 impune specificaţii mai

stringente pentru diafonie şi zgomot de sistem.

Categoria 7 – sunt cabluri cu performanţe înalte la o frecvenţă mai mică 600 MHz.. La

această categorie de cabluri s-a adăugat ecranare atât pentru fiecare pereche în parte

cât şi pentru întreg cablul. Ca urmare, diafonia şi zgomotul de sistem sunt mult reduse

faţă de categoria 6 de cabluri cu perechi de conductoare.

Categoria 7, definită în standardul ISO/IEC 11801:2002, a fost creată pentru a permite

construirea unei reţele 10-gigabit Ethernet pe o lungime de 100 m de cablu orizontal.

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor1.Selectaţi categorii de cabluri cu perechi torsadate în funcţie de viteza de transmisie

şi frecvenţa semnalului

2.Efectuaţi un studiu comparativ al categoriilor de cabluri cu perechi torsadate pornind

de la performanţele acestora

16

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ultra_Fast_Ethernet&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Diafonie

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Protocol_de_re%C5%A3ea&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Ethernet




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:


o Imagini de exemplificare a categoriilor de cabluri cu perechi

torsadate

Activităţi interactive, de genul urmator:o Activităţi de selectare a categoriilor de cabluri cu perechi torsadate

în funcţie de viteza de transmisie şi frecvenţa semnalului

o Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate



o Probe orale, scrise şi practice

17

Fişa suport 2.3: Parametrii cablurilor cu perechi metaliceCompetenţa:


PARAMETRII CABLURILOR CU PERECHI METALICE

Pentru ca transmisia semnalului, purtător de informaţie, între emitor şi receptor să se

realizeze în bune condiţii este nevoie de un mediu de transmisie de bună calitate.

Cablul cu perechi de conductoare este un mediu de transmisie a cărui calitate depinde

de parametrii săi electrici:

A. Parametrii primari B. Parametrii secundariC. Diafonia şi zgomotul

A. Parametrii primari, ai unui cablu cu perechi de conductoare, depind atât

de natura materialelor utilizate cât şi de caracteristicile lor geometrice.

Se numesc şi parametrii primari distribuiţi deoarece valorile lor sunt raportate la

unitatea de lungime (de regulă se raportează la o lungime egală cu 1 km).

În figura de mai jos s-a reprezentat schema echivalentă a unei porţiuni din cablu:

Fig. 2.2.1. Schema echivalentă a unei porţiuni de cablu

Parametrii primari distribuiţi, ai unui cablu cu perechi de conductoare, sunt:

1. rezistenţa distribuită R, se exprimă în Ω/Km

2. capacitatea distribuită C, se exprimă în nF/Km

3. inductanţa distribuită L, se exprimă în µH/Km

4. conductanţa de pierderi (perditanţa) G, se exprimă în µS/Km

18

A1. Rezistenţa unui cablu cu perechi de conductoareRezistenţa în curent continuu a unui cablu de lungime l[m] şi secţiunea transversală

S[mm2] este dată de formula:

R = ρl /S (1)

unde ρ = rezistivitatea metalului din care este confecţionat cablul

Rezistenţa de mai sus este calculată pentru temperatura de 20°C. Pentru alte

temperaturi rezistenţa cablului va fi calculată cu următoarea formulă:

R = R20 [1 + α(t – 20)] (2)

unde: t = temperature mediului ambient, [t] =°C

α = coeficient de variaţie al temperaturii

Denumireamaterialului

Rezistenţa specificăpentru t = 20°C

Coeficient detemperatură

Cupru 0,01785 0,0039

Aluminiu 0,02910 0,0037

Oţel 0,13900 0,0046

Tabel 2.2.1. Variaţia rezistenţei materialelor în funcţie de temperatură

Rezistenţa R a unui cablu cu perechi de conductoare rămâne aproape constantă la

frecvenţe joase: (zeci – sute) Ω/Km. La frecvenţe înalte apare efectul pelicular care va

conduce la creşterea rezistenţei până la valori de mii de Ω/Km.

A2. Capacitatea unui cablu cu perechi de conductoareCapacitatea C depinde de natura izolaţiei conductoarelor, de distanţa dintre ele, de

diametrul conductoarelor, de umiditatea mediului.

Valoarea capacităţii distribuite pentru un cablu cu perechi de conductoare rămâne

aproximativ constantă în raport cu variaţia frecvenţei de transmisie.

A3. Inductanţa unui cablu cu perechi de conductoareInductanţa L depinde de dimensiunile constructive ale conductoarelor, de materialul din

care este confecţionat acesta, de distanţa dintre conductoare, de permeabilitatea

magnetică a mediului în care se găseşte cablul cu perechi de conductoare. Inductanţa

unui cablu cu perechi de conductoare se modifică puţin (scade ca valoare) în raport cu

frecvenţa de transmisie.

19

A4. Conductanţa unui cablu cu perechi de conductoareConductanţa de pierderi (perditanţa) G unui cablu cu perechi de conductoare depinde

de materialul dielectric folosit pentru izolaţie, de umiditatea mediului, de dimensiunile

conductorului. Ea caracterizează pierderile de energie.

Valoarea conductanţei unui cablu creşte în raport cu frecvenţa de transmisie.

B. Parametrii secundari, ai unui cablu cu perechi de conductoare, pot fi

definiţi în funcţie de parametrii primari studiaţi mai sus.

Parametrii secundari distribuiţi sunt:

1. impedanţa caracteristică - ZC

2. constanta de propagare -

B1. Impedanţa caracteristică este raportul dintre tensiunea electrică şi intensitatea

curentului electric măsurate în orice punct al cablului. Se determină cu ajutorul

parametrilor primari (R, L, C, G) şi al pulsaţiei ():

(3)

B2. Constanta de propagare caracterizează variaţia puterii electromagnetice în timpul

propagării acesteia:

(4)

unde: α = constanta de atenuare, se exprimă în dB/Km;

= constanta de fază, se exprimă în radiani/Km.

Atenuarea creşte o dată cu creşterea frecvenţei de transmisie.

Atenuarea unui cablu depinde de diametrul conductoarelor, distanţa dintre conductoare

şi de tipul izolaţiei folosite.

Defazarea (deplasarea de fază) are o variaţie liniară în raport cu frecvenţa semnalelor

transmise.

F. Diafonia şi zgomotul La transmiterea semnalului pe un cablu cu perechi de conductoare pot să apară două

fenomene nedorite: diafonia şi semnale tip zgomot.

20

1. Diafonia (dB) reprezintă interferenţa între semnalele electrice din două

conductoare alăturate ale aceluiaşi cablu. Ea măsoara raportul dintre un semnal prezent

pe un cablu şi semnalul indus de acesta pe un cablu vecin. Diafonia este un parametru

ce depinde de frecvenţă. În raport cu lungimea, diafonia creşte pe primii metrii ai

cablului iar apoi rămâne independentă de aceasta.

Atenuarea de diafonie între două circuite este dată de relaţia:

(5)

P1 – puterea aplicată la capătul apropiat al circuitului perturbator;

Pdiaf – puterea apărută la unul din capetele circuitului perturbat.

Abaterea diafonică (ecart diafonic) reprezintă diferenţa dintre nivelul semnalului util în

punctul considerat şi nivelul în acelaşi punct al semnalului perturbator.

Ea este dată de relaţia:

(6)

pu = nivelul semnalului util în punctul considerat;

p1 = nivelul semnalului aplicat la intrarea circuitului perturbator;

adiaf = atenuarea de diafonie între circuitul perturbator şi punctul considerat al circuitului

perturbat.

2. Zgomotul este un parametrul al cablurilor ce reprezintă perturbaţia care afectează

un semnal util, prin însumarea cu acesta. El apare datorită radiaţiei electromagnetice a

altor surse de semnale electrice. Efectele sale influenţează negativ calitate transmisiilor.

În absenţa unui semnal transmis pe linie, nivelul semnalului electric ar trebui să fie zero

(cazul ideal). În realitate, datorită perturbaţiilor valoarea acestuia este diferită de zero fiind

cunoscută sub numele de "nivel de zgomot al liniei".

Un parametru important al unui mediu de transmisie este raportul semnal-zgomot. Acesta

se exprimă în dB.

S/N = 10 lg(S/N)

S - puterea semnalului [S] = W

N - puterea zgomotului [N] = W

21




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:


o Imagini de exemplificare a parametrilor cablurilor cu perechi de

conductoare

Activităţi interactive, de genul urmator:

o Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate

o Activităţi de verificarea cablurilor cu perechi de conductoare prin

măsurarea unor parametri.



o Probe orale, scrise şi practice22

Fişa suport 2.4: Metoda punţilor de măsură

Competenţa: Utilizează cablurile cu perechi de conductoare

METODA PUNŢILOR DE MĂSURĂ

Metoda punţilor de măsură se utilizează în vederea detectării defectelor în cablurile cu

perechi de conductoare. Pentru aplicarea ei este necesar să fie îndeplinite

următoarele condiţii:

1. să se cunoască natura deranjamentului;

2. să existe pe cablu defect 2 puncte care să încadreze locul defect şi să

fie accesibile efectuării măsurătorilor electrice;

3. circuitele şi conductoarele care urmează să se măsoare să fie omogene

din punct de vedere electric;

4. valoarea rezistenţei de trecere să fie cât mai mică şi invariabilă.

De asemenea se mai impun următoarele măsuri:

a) Pentru micşorarea curenţilor de polarizare, înaintea începerii măsurărilor

electrice de localizare a defectelor, se pun la pământ, la ambele extremităţi ale

cablului deranjat, toate firele cablului, câteva minute;

b) Firele şi perechile, care nu intră în constituirea schemei electrice de măsurare, se

pun la pământ până la terminarea măsurărilor de localizare;

c) Pentru asigurarea omogenităţii firelor care intră în constituirea schemei de

măsurare, firul de întoarcere al curentului va fi realizat prin scurtcircuitarea la

ambele extremităţi a cablului deranjat.

Metoda punţii Muuray este una din metodele cele mai simple şi eficace. Ea prezintă şi

avantajul că dacă în cablul deranjat nu se mai găseşte niciun fir bun pentru a îndeplini

condiţia de izolament impusă, se poate folosi ca fir de întoarcere orice conductor

exterior cablului deranjat, dacă acesta îndeplineşte condiţia respectivă.

Această metodă se utilizează când distanţa până la locul deranjamentului este mică şi

rezistenţa buclei circuitului cu defect nu depăşeşte 100Ω. Metoda punţii Muuray

constituie o metodă cu raport variabil a rezistoarelor A şi B din braţele punţii. Ea

prezintă două variante: metoda punţii Muuray cu fir bun şi metoda punţii Muuray cu fir

auxiliar. Metoda punţii Muuray cu fir bun presupune folosirea ca fir de întoarcere a unui

fir dintr-un alt cablu instalat paralel cu cablul deranjat.

23

Fig. 2.4.1 Schema de principiu a punţii Muuray cu fir bun

Identificarea elementelor de circuit ale punţii:E = tensiunea electromotoare a sursei;

A1, B1 = rezistoare cu rezistenţe variabile;

l1 = distanţa de la extremitatea 1 a cablului până la defect;


R1 = rezistenţa firului până la deranjament (indicele 1 arată că măsurătorile s-au

efectuat de la extremitatea 1 a cablului deranjat);

R2 = rezistenţa firului de la extremitatea 2 până la deranjament;

Rp = rezistenţă pentru protejarea sursei de alimentare;

Rb = rezistenţa buclei;

G = galvanometru.

Echilibrarea punţii se face modificând valoarea elementelor de circuit variabile până

când galvanometrul va indica valoarea zero. Din condiţia de echilibru:

B1R1 = A1(R2 + Rb/2) (1)

rezultă caracteristicile punctului de defect R1 şi l1 (vezi relaţiile de mai jos)

(2)

24

Fig. 2.4.2 Schema de echivalenţă a punţii Muuray cu fir bun

Metoda punţii VarleyPuntea Varley se utilizează când linia este mai lungă, rezistenţa buclei Rb este

peste 100Ω, locul deranjamentului de izolaţie este îndepărtat şi există un conductor

auxiliar cu izolament bun.

Fig. 2.4.3 Schema de principiu a punţii Varley

Identificarea elementelor de circuit ale punţii:E = tensiunea electromotoare a sursei;

A1, B1= rezistoare cu rezistenţe fixe;

r01 = rezistor cu rezistenţă variabilă care este montat în serie cu porţiunea de

până la locul deranjamentului;

R1 = rezistenţa firului până la deranjament (indicele 1 arată că măsurătorile s-au

efectuat de la extremitatea 1 a cablului deranjat);

25

R2 = rezistenţa firului de la extremitatea 2 până la deranjament;

Rp = rezistenţă pentru protejarea sursei de alimentare;

Rb = rezistenţa buclei;l1 = distanţa de la extremitatea 1 a cablului până la deranjament;


G= galvanometru.

Echilibrarea punţii se face modificând valoarea elementelor de circuit variabile până

când galvanometrul va indica valoarea zero. Din condiţia de echilibru:

B1 (R1 + r01) = A1 (R2 + Rb/2) (3)

rezultă caracteristicile punctului de defect R1 şi l1 (vezi relaţiile 4)

(4)

unde: p1 = A1/B1 (5)

Fig. 2.4.4 Schema de echivalenţă a punţii Varley

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor1. Precizaţi care este indicaţia galvanometrului atunci când puntea

este în echilibru

2. În urma măsurătorilor efectuate cu ajutorul punţii Varley, se cunosc:

L=5250m, p1= 1, Rb=1295Ω şi r01 =185Ω. Să se calculeze caracteristicile

punctului de defect R1 şi l1.

26




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Prezentarea unor imagini ale punţilor utilizate pentru localizarea defectelor

în cablu

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de identificare a principalelor punţi utilizate pentru localizarea

defectelor în cablu Activităţi prin care să se realizeze echilibrarea unei punţi de măsurăActivităţi prin care se realizeză localizarea defectelor în cablu utilizând

metoda punţilor Fişe de lucru Fişe de documentare Fişe tehnologice



27

Fişa suport 2.5: Metoda de măsurare a diafoniei


METODA DE MĂSURARE A DIAFONIEI

Diafonia este un semnal perturbator ce apare datorită inducţiei electromagnetice în

interiorul unui cablu. Ea se manifestă între perechile vecine ale cablului în două moduri

fundamentale: paradiafonia şi telediafonia.

Paradiafonia – constă în apariţia diafoniei în circuitul perturbat în extremitatea

apropiată de sursa din circuitul perturbator.

Telediafonia – constă în apariţia diafoniei în circuitul perturbat în extremitatea

depărtată de sursa din circuitul perturbator.

1 – circuit perturbator

2 – circuit perturbat

a – paradiafonia

b – telediafonia Fig. 2.5.1 Sensul transmisiunii semnalelor perturbatoare în paradiafonie (a) şi în

telediafonie (b)

Măsurarea vizuală a abaterii de diafonie presupune vizualizarea pe ecranul unui

osciloscop cu două spoturi a nivelurilor telediafoniei.

28

Fig.2.5.2 Schema de principiu pentru măsurarea pe cale vizuală a diafoniei

G – generator de semnal;

OSC – osciloscop cu două spoturi;

I – circuitul perturbator;

II – circuitul perturbat;

C – intrare de control;

V – intrare de vizualizare.

Se compară nivelul semnalului aplicat la intrarea de control C cu nivelul semnalului aplicat

la intrarea de vizualizare V.

ntp – nivelul telediafoniei în perechea

perturbată

npc – nivelul telediafoniei în perechea

de control

Fig.2.5.3 Caracteristica de frecvenţă a abaterii de telediafonie pe ecranul osciloscopului

Pe ecranul osciloscopului apar cele două curbe ntp (nivelul telediafoniei în perechea

perturbată) şi npc (nivelul telediafoniei în perechea de control). Abaterea de

telediafonie este dată de diferenţa dintre cele două curbe, măsurată pe scala nivelurilor.

În cazul măsurării la capătul apropiat, diferenţa valorilor celor două curbe indică

abaterea de paradiafonie.

Măsurarea diafoniei (separat paradiafonie şi telediafonie) se efectuează succesiv între

toate perechile dintr-un cablu, considerând pe rând fiecare pereche ca perturbatoare şi

celelalte perechi ca perturbate.

De exemplu (vezi tabelul 2.5.1):

o Rândul 1 se citeşte astfel: “ Nivelul de diafonie produs de perechea 1 în

perechile 2, 3, ........, n”.

o Valorile sub norme se încercuiesc cu roşu şi se încearcă îmbunătăţirea lor.

29

Perturbat

Perturbator

Perechea 1 2 3 ................... N

1

2

3

.....

n

Tabel 2.5.1 Rezultatele măsurărilor de diafonie în cablu cu perechi de conductoare

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor

U 1. Identificaţi elementele componente ale schemei de principiu pentru măsurarea

pe cale vizuală a diafoniei

2. Caracterizaţi cele două moduri în care se manifestă diafonia într-un cablu cu

perechi de conductoare

30


UNDE PREDĂM? Conţinutul poate fi predat în laboratorul tehnologic sau

atelierul şcoală care are videoproiector sau flipchart.

CUM PREDĂM?

Se recomandă utilizarea mijloacelor multimedia pentru activităţile de

predare şi documentare.

Organizare clasă Clasa va fi organizată pe grupe de 3-4 elevi.


Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare metodei de măsurare a diafoniei

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de asociere între termeni de specialitate şi semnificaţia acestoraActivităţi de identificare a tipurilor de diafonieActivităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




31

Fişa suport 2.6: Metoda de măsurare a nivelului de transmisie

Competenţa: Utilizează cablurile cu perechi de conductoar

METODE DE MĂSURARE A NIVELULUI DE TRANSMISIE

Nivelul de transmisie indică starea electrică comparativă într-un punct al unui circuit de

telecomunicaţii, utilizând unităţi de transmisie logaritmice. În funcţie de mărimea de

referinţă aleasă, nivelurile sunt de mai multe feluri: nivel absolut, nivel relativ şi nivel de măsură. Există două sisteme de unităţi de transmisie: neperul (Np) şi belul (B).

Trecerea de la neper la bel se face cu relaţia:

1 dB = 0,115 Np (1)

DecibelmetrePentru măsurătorile de nivel în telecomunicaţii se folosesc voltmetrele calibrate în

nivele de putere şi tensiune. Aceste indicatoare de nivel pot fi de bandă largă sau

selective. Decibelmetrele, spre deosebire de voltmetrele standard de JF şi RF, sunt

adaptate la cerinţele specifice ale telecomunicaţiilor. Ele prezintă următoarele avantaje:

rezultatele sunt prezentate în unităţi de nivel (dB, dBm, dBm0);

domeniul de măsură acoperă valorile tipice pentru aplicaţiile de telecomunicaţii;

circuitul de intrare este fie simetric, fie asimetric sau sunt prezentate ambele

posibilităţi;

toleranţele impuse impedanţelor de intrare sunt foarte strânse;

decibelmetrele pot fi comutate pe valorile corespunzătoare impedanţelor

caracteristice ale cablurilor uzuale;

măsurările de nivel şi de frecvenţă sunt foarte precise;

au fiabilitate şi securitate în exploatare ridicate.

Indicatoarele de nivel de bandă largăIndicatoarele de nivel de bandă largă sunt folosite pentru măsurarea semnalelor

de test sinusoidale şi nesinusoidale: semnale de voce şi date, zgomote etc. Aceste

aparate ieftine şi uşor de mânuit sunt folosite ori de câte ori semnalul este suficient de

mare şi curat încât nu necesită măsurare selectivă. Nivelul minim măsurabil este

determinat de nivelul de zgomot intrinsec care se află între –60 şi –80 dBm, depinzând

de bandă.

32

Fig. 2.5.1 Schema bloc simplificată a unui decibelmetru de bandă largă

Indicatoare de nivel de zgomotDecibelmetrul pentru măsurarea nivelului zgomotului sau a tensiunii acestuia în

audiofrecvenţă este un tip special de indicator de nivel de bandă largă. Este folosit să

măsoare nivelurile perturbaţiilor datorate: zgomotului, semnalelor periodice, diafoniei

etc. Filtrul de ponderare cerut de măsurătoare este inserat înainte de circuitul de

detecţie. Tipul circuitului detector depinde de aplicaţie. Distorsiunea şi zgomotul dintr-un

circuit telefonic sunt în general măsurate ca valori efective.

Decibelmetrele selectiveDecibelmetrele selective prezintă benzi înguste de trecere (de la 10 Hz la câţiva kHz).

De aceea ele pot măsura nivelurile de semnal foarte reduse (-130 dBm). Sunt folosite

şi pentru a măsura nivelul semnalelor individuale dintr-un amestec de semnale (analiza

de spectre).

În ciuda progreselor realizate în prelucrarea numerică a semnalelor, decibelmetrele

selective sunt încă realizate pe principiul receptorului superheterodină datorită gamei

largi de frecvenţă în care lucrează (50 Hz - 30 MHz).

Figura 2.5.2 Schema bloc simplificată a unui decibelmetru selectiv.

33

Semnalul de intrare ce trebuie măsurat, cu frecvenţa f in este convertit într-o frecvenţă

intermediară fixă fIF prin mixarea acesteia cu frecvenţa unui oscilator local fLO unde fIF =

fLO - fin. Eliminarea frecvenţei imagine este realizată cu ajutorul unui filtru trece jos de

intrare care preselectează semnalul blocând toate frecvenţele de intrare situate

deasupra domeniului dorit. Acesta este urmat de câteva etaje de translaţie care

coboară frecvenţa semnalului la o frecvenţă finală asigurându-se astfel selectivitatea

dorită cu filtre trece bandă comutabile şi/sau prelucrări numerice de semnal. Mai multe

filtre trece bandă, cu banda la 3 dB situată în domeniul de la 10 Hz la câţiva kHz, sunt

folosite pentru selecţia frecvenţei. Dacă decibelmetrul selectiv este acordat pe o

frecvenţă foarte joasă (fin=0) frecvenţa oscilatorului local fLO va fi în banda de trecere a

filtrului de frecvenţă intermediară potrivit relaţiei de conversie fIF = fLO - fin.

În acest caz mixerul suprimă incomplet frecvenţa oscilatorului local. Acest „purtător

rezidual” este adăugat semnalului de intrare şi conduce la o eroare de măsură.

Purtătorul rezidual şi selectivitatea celui mai îngust filtru trece banda determină

frecvenţa inferioară măsurată de decibelmetru. Nivelul zgomotului de intrare este dat de

următoarea relaţie:

Valoarea: –174 dBm reprezintă nivelul puterii de zgomot al impedanţei de intrare la

+20C într-o bandă de 1 Hz;

B - banda de zgomot a filtrului de selecţie;

F - cifra de zgomot a decibelmetrului.

Nivelul de zgomot intrinsec al unui decibelmetru selectiv tipic cu o bandă la 3 dB de 10

Hz este în jur de –135 dBm.



U 1. Identificaţi elementele componente ale schemei bloc simplificată a unui

decibelmetru de bandă largă

2. Analizaţi modul de funcţionare a unui unui decibelmetru selectiv în scopul de a

măsura nivelul de transmisie al unui semnal

34




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a modalităţilor de măsurare a nivelului de

transmisie al unui semnal

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de asociere între termeni de specialitate şi semnificaţia acestoraActivităţi de identificare a mijloacelor de măsură a nivelului de transmisie Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




35

Fişa suport 2.7: Operaţii specifice remedierii deranjamentelor


OPERAŢII SPECIFICE REMEDIERII DERANJAMENTELOR

Localizarea deranjamentelor în cablul cu perechi de conductoare este urmată de

remedierea acestora. Înlăturarea propriu-zisă a deranjamentului de cablu se face prin:

desfacerea mantalei cablului;

efectuarea operaţiilor specifice în vederea remedierii deranjamentului: înlocuirea

perechii cu deranjament, refacerea contactului defect, corectarea conexiunilor cu

deranjament de simetrie, refacerea sudurilor deteriorate, recuplarea mufelor şi

conectorilor (în funcţie de tipul deranjamentului);

protejarea îmbinării cu un material electroizolant;

refacerea învelişurilor protectoare ale cablului şi readucera lui la starea iniţială.

Din punct de vedere al acţionării asupra locului unde a fost depistat

deranjamentul, pot apărea, în general, două situaţii:

1) se poate interveni pentru înlăturarea deranjamentului, acesta fiind în camere de

tragere sau pe cablu aerian;

2) nu se poate interveni direct asupra cablului, deranjamentul fiind conductă în

canalizaţie sau în săpătura, necesitând mai întâi lucrări de sondaj pentru

degajarea porţiunii de canalizaţie deteriorată şi pentru crearea accesului la

cablu.

Primul caz se întâlneşte mai frecvent întrucât cablurile aeriene şi din camerele

de tragere sunt mult mai expuse la diferite lovituri care pot provoca deteriorarea

mantalei.

În vederea intervenţiei la cablurile în canalizaţie, camera de tragere de la locul

deranjamentului şi două camere adiacente, obligatoriu, se aerisesc şi se verifică

prezenta sau eventualele scurgeri de gaze (folosind metanometru), apoi se identifică

cablul deranjat după eticheta de numărătoare, se examinează mantaua cablului şi

manşonul joncţiunii şi, numai dacă nu se constată semnalmente exterioare de

deranjament, se deschide joncţiunea.

36

La cablurile care nu permit parafinarea se vor respecta instrucţiunile de lucru ale

fabricantului.

De asemenea se înlocuiesc cutiile terminale, când sunt găsite defecte, regletele şi

formele de cabluri din nişele telefonice.

În canalizaţie, înlocuirea cablurilor, în general, se face atunci când locul

deranjamentului este pe conducta între două camere de tragere.

În situaţiile deranjamentelor apărute ca urmare a deteriorării canalizaţiei telefonice, în vederea micşorării duratei deranjamentului, se procedează astfel:

• se efectuează săpătura pentru înlăturarea conductelor sparte si accesul la cablul

deranjat;

• se repară provizoriu cablul pentru asigurarea legăturilor (diametrul manşonului să nu

fie mai mare de 80 mm);

• se repară definitiv canalizaţia (cu conducte spintecate pentru canalizaţii ocupate cu

cabluri şi cu conducte normale sau pentru conductele libere);

• se acoperă cât mai repede săpătura, pentru a nu stânjeni circulaţia, apoi se trece la

refacerea pavajului;

• pentru repararea definitivă a cablului, de regulă se trage un nou cablu de aceeaşi

capacitate si diametru al firului, pe o conductă liberă (când există între cele două

camere), respectând si sensul de tragere al cablului, indicat de fabricant pe tamburi;

se joncţionează în cele două cămine, la cablul vechi, fără întreruperea legăturilor şi

numai după aceea se va tăia şi scoate secţiunea de cablu deteriorat, urmând

predarea acestuia la depozitul central de cabluri.

Situaţia nou creată în canalizaţia telefonică, prin ocuparea conductei libere şi

eliberarea conductei pe care a fost deranjat cablul, se anunţă la colectiv Pasport din

Serviciul Tehnic al D. Tc.

În funcţie de situaţia la locul sondajului se poate construi o camera de tragere tangentă

cu unul din pereţi la canalizaţia telefonică, caz în care cablul reparat nu mai este

necesar a fi înlocuit (costul cablului acoperă cheltuielile construcţiei camerei de

tragere).

Apariţia noii camere de tragere, specială în canalizaţia telefonică existentă, se anunţă

la colectiv Pasport din Serviciul Tehnic al D.Tc.

37

Dacă nu este posibil să se construiască camera de tragere, atunci se repară

canalizaţia, cu conducte spintecate sau PVC si se închide sondajul, urmând a se trece

la înlocuirea cablului reparat.

Metoda aceasta are avantajul că asigură o mare operativitate în restabilirea

comunicaţiilor,

Pentru cazuri speciale, din cauza nopţii, a unor condiţii atmosferice neprielnice

sau a numărului mare de deranjamente, se admite ca, după restabilirea legăturilor,

joncţiunea să se închidă în faşă de cauciuc, dar este obligatoriu ca în maximum 72 ore

să se închidă în manşon normal.

Se va evita, pe cât posibil, lăsarea în faşă de cauciuc a joncţiunilor din canalizaţie.

Înainte de închiderea joncţiunii se verifică dacă circuitele cablului au fost aduse în

parametrii electrici normali, în caz contrar se reface parafinarea pentru eliminarea unor

eventuale urme de umezeală.

Pentru intervenţia la deranjamente, se va amenaja mijloc de transport dotat cu scule,

unelte, material si personal corespunzător intervenţiilor.

Sugestii metodologice pentru fixarea cunoştinţelor1. Enumeraţi etapele parcurse în vederea remedierii unui defect într-un cablu cu

perechi de conductoare

2. Prezentaţi modurile în care se acţionează asupra locului unde a fost depistat

un deranjament

38




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a operaţiilor specifice remedierii defectelor

unui cablu cu perechi de conductoareo Imaginile diverselor scule şi dispozive necesare pentru remedierea

defectelor unui cablu cu perechi de conductoare

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de asociere între operaţia specifică executată şi SDV –urile

utilizateActivităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




39

TEMA 3: CABLURI CU FIBRĂ OPTICĂ

Fişa suport 3.1: Parametrii fibrelor optice Competenţa:


PARAMETRII FIBRELOR OPTICEFibra optică este un ghid de undă de formă cilindrică, format din două straturi

concentrice de materiale cu caracteristici optice diferite şi dintr-un strat exterior

protector.

Părţile componente ale unei fibre optice sunt:

- miezul – regiune centrală a fibrei care ghidează lumina;

- învelisul sau cămăşa fibrei – materialul dielectric care înconjoară miezul şi prezintă

un indice de refracţie mai mic decât acesta. Este un strat mijlociu cu rol de acoperire

reflectorizantă, care reţine prin reflexie razele de lumină în miez;

- manta de protecţie – înveliş de plastic care înconjoară miezul, respectiv cămaşa, cu

rol de protecţie împotriva umezelei şi a forţelor exterioare, oferind o bună rezistenţă

mecanică.

Fig. 3.1.1 Fibra optică

1 – miez (core);

2 – cămaşa fibrei optice (cladding);

3 – manta de protecţie (buffer).

Parametrii fibrelor optice se împart în două categorii: I. Parametrii geometrici;

II. Parametrii optici.

I. Parametrii geometrici ai fibrelor optice sunt:

a) diametrul miezului - d;

b) diametrul învelişului (cămaşei fibrei) - D;

c) diametrul exterior al mantalei de protecţie - Dext.

40

Fig. 3.1.2 Parametrii geometrici ai fibrei optice

Convenţiile internaţionale recomandă următoarele dimensiuni pentru fibrele optice:

- Diametrul exterior al mantalei protectoare – 245 μm;

- Diametrul învelişului fibrei de sticlă – 125 μm;

- Diametrul miezului la fibra multimod – 50 μm şi 62,5 μm;

- Diametrul miezului la fibra monomod – (8 -10) μm.

Exemple de diametre cu miez (d) şi înveliş (D) standard d/D: 8/125; 50/125; 62,5/125;

85/125; l00/140.

Respectarea acestor dimensiuni standardizate asigură compatibilitatea conectării

diverselor variante de fibră optică cu echipamentele folosite la montare.

II. Parametrii optici ai fibrei sunt:

a) apertura numerică;

b) atenuarea;

c) lungimea de undă a radiaţiilor de lumină utilizate.

Apertura numerică Fibra optică se compune din doi cilindri coaxiali (fig 3.2.): un cilindru interior, numit miez

sau inimă şi un cilindru exterior numit şi cilindru reflector. Cei doi cilindri au indici de

refracţie diferiţi, n1 > n2:

n1 = indicele de refracţie al cilindrului interior

n2 = indicele de refracţie al cilindrului reflector

Fig.3.1.3 Structura fibrei optice

41

Unghiul limită α pentru care are loc o reflexie totală a undei la interfaţa dintre cei doi

cilindri când n1 > n2, este dat de relaţia:

sin α = n2/n1 (1)

sin θ = n1cos α (2)

cos α = [1 – (n2/n1)2] 1/2 (3)

Relaţia (2) devine: sin θ = [n12 – n2

2] 1/2 (4)

Apertura numerică (NA) reprezintă valoarea sinusului unghiului de incidenţă maximă

(θ) pentru care radiaţia pătrunsă în fibră la un capăt al acesteia se transmite prin

reflexie totală de-a lungul fibrei.

Valoarea aperturii numerice NA este dată de relaţia:

NA= [n12 – n2

2] ½ (5)

Observaţii:

pentru realizarea unei aperturi mari a fibrei optice, este necesar ca diferenţa

indicilor de refracţie caracteristici miezului şi mantalei exterioare să fie cât mai

mare;

valoarea caracteristică a aperturii numerice pentru cablurile optice este 0, 55;

cu cât este mai mare apertura numerică a fibrei optice, cu atât este mai eficientă

cuplarea fibrei la sursa de lumină.

Atenuarea fibrei optice [dB/km] depinde de geometria fibrei, de puritatea sticlei, de

tehnologia utilizată şi de lungimea de undă a radiaţiei incidente conform relaţiei:

α= C L0 / λ (6)

L0 = lungimea de coerenţă în fibra optică;

λ = lungimea de undă a radiaţiei laser;

C = constanta geometrică a fibrei optice.

Fig. 3.1.4 Graficul atenuări funcţie de lungimea de undă

42

Atenuarea fasciculului de lumina în timpul propagarii de-a lungul fibrei optice se

datorează în principal urmatoarelor cauze:

- reflexiei la suprafata de intrare în fibra optică;

- împrăştierii şi absorbţiei în materialul fibrei optice.

Lungimea de undă a radiaţiilor de lumină utilizate Pentru o fibră optică cu dimensiuni geometrice şi caracteristici de material cunoscute (d,

n1, n2), lungimea de undă critică c se determină în funcţie de frecvenţa normalizată a

fibrei optice.

Ştiind că: V= 2πd NA/ λ (8)

unde: V = frecvenţa normalizată a fibrei optice

Rezultă: λ c = 2πd NA/ 2,405 (9)


1. Identificaţi elementele componente ale unei fibre optice

2. Asociaţi parametrii fibrei optice cu semnificaţiile acestora şi relaţiile lor de

calcul

De reţinut!O fibră optică prin care se va propaga o radiaţie luminoasă cu lungimea de undă > c

va funcţiona în regim monomod, iar pentru < c fibra va funcţiona în regim multimod.

43




CUM PREDĂM?


şi documentare.


Metode de predare: Experiment Conversaţie Observare sistematică Descoperirea dirijată Problematizarea

Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a parametrilor unei fibre optice

Activităţi interactive, de genul urmator:o Activităţi de identificare a elementelor componente ale unei fibre

opticeo Activităţi de asociere între termeni de specialitate şi semnificaţia

acestorao Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate

Fişe de lucru Fişe de documentare


o Probe orale şi scrise

44

Fişa suport 3.2: Tipuri de fibră opticăCompetenţa:


TIPURI DE FIBRĂ OPTICĂ

O fibră optică este un mediu de transmisie de formă cilindrică realizat din materiale cu

pierderi mici. Aproape toate fibrele utilizate în sistemele de comunicaţii optice sunt

făcute din SiO2 topit, de puritate chimică înaltă. Micile variaţii ale indicelui de refracţie

se fac prin adăugarea de materiale de dopare cu mică concentraţie. Fibra optică este

cel mai folosit ghid de undă din zilele noastre cu ajutorul căruia se transmite informaţia,

dintr-un loc în altul, cu pierderi mici de energie.

Fibrele optice au înlocuit cablul coaxial din cupru şi sunt preferate ca mediu de

transmisie pentru undele electromagnetice, revoluţionând comunicaţiile terestre.

Domeniul aplicaţiilor cuprinde de la telefonia la mare distanţă şi comunicaţiile de date

pana la comunicatiile într-un LAN.

Clasificarea fibrelor optice:1. După materialele dielectrice folosite, fibrele optice pot fi:

cu miezul şi cămaşa din sticlă (amestec în care predomină

SiO2);

cu miezul din sticlă şi cămaşa din plastic (polimer);

cu miezul şi cămaşa din plastic.

În cazul fibrelor cu miez din sticlă, pentru realizarea unor profile speciale ale indicelui de

refracţie, se folosesc materiale de dopare cu mică concentraţie: titanium, germanium,

bor. Pentru fibrele cu miez din plastic cel mai utilizat polimer este polimetilmetacrilatul

(PMMA).

2. După modul de variaţie al indicelui de refracţie al miezului, fibrele

optice pot fi:

cu index variabil în trepte (stepindex);

cu indice gradat (graded index).

La fibrele optice monomod există şi alte configuraţii ale indicilor de refracţii: tip W, tip

V, etc.

45

Fibrele cu index variabil în trepte sunt formate dintr-un miez cilindric de sticlă sau

plastic cu indicele de refracţie n1, acoperite cu un învelis subţire cu indice de refracţie

mai redus n2.

Fibrele cu indice gradat au indicele de refracţie variabil de la o valoare ridicată în

centru până la o valoare redusă la margine.

3. După modul de trasmitere a radiaţiei luminoase, fibrele pot fi:

monomod (singlemode);

multimod (multimode).

Parametrul prin care se controlează numărul de moduri de ghidare a luminii este

indicele de refracţie.

Fig.3.2.1 Fibră optică monomod Fig. 3.2.2 Fibră optică multimod

Fibra optică monomod permite propagarea unui singur mod de oscilaţie la o anumită

lungime de undă. Miezul fibrei este foarte mic şi suportă numai un mod. Diametrul

miezului fibrei monomod este comparabil cu lungimea de undă a radiaţiei luminoase

favorite. Coeficentul de atenuare este mai mic în fibrele monomod ceea ce implică o

rată de transmisie a datelor substanţial mai mare în fibrele monomod în comparaţie cu

rata maximă admisă în fibrele multimod. Fibra monomod este utilizată pentru aplicaţii cu

transmisii pe distanţe mari (zeci de km). Pot lucra simultan multe canale gigabit, fiecare

cu altă lungime de undă permiţând transmiterea unei mari cantităţi de informaţii.

Exemple: reţele tefonice, reţele cablu TV etc.

Fig. 3.2.3 Traiectoria razelor luminoase prin fibra optică monomod (cu salt de indice)

Din cauza dimensiunilor mici şi a aperturii numerice mici fibrele monomod sunt mai

compatibile cu tehnologia optică integrată. Totusi asemenea caracteristici fac mai

46

dificilă fabricarea si utilizarea lor, din cauza reducerii toleranţelor mecanice permise

pentru joncţiuni şi pentru conectorii demontabili

Fibra optică multimod, în comparaţie cu cea monomod, are diametrul miezului mai

mare ceea ce determină existenţa a mai multor raze reflectate. Aceste reflexii multiple

determină pierderi mai mari faţă de fibra monomod.

Diametrul miezului fibrei multimod este mult mai mare decât lungimea de undă a

radiaţiei. Fibra multimod este utilizată pentru aplicaţii cu transmisii pe distante scurte, de

exemplu în reţelele locale de date, în retelele de calculatoare, etc.

Fig.3.2.4 Traiectoria razelor luminoase prin fibra optică multimod (cu salt de indice)

Fig. 3.2.5 Traiectoria razelor luminoase prin fibra optică multimod (cu indice gradat)

Fibrele multimod prezintă interferenţe necontrolabile, datorate fluctuaţiilor de

temperatură. Fiecare mod îşi modifică faza aleatoriu astfel încât suma amplitudinilor

complexe a modurilor are o intensitate aleatoare. Această variaţie este o formă de

zgomot, cunoscută ca zgomot modal. Acest efect este similar cu reducerea puterii

semnalelor radio care se propagă pe trasee diferite. Într-o fibră monomod este o

singură cale şi nu există zgomot modal.


1. Clasificaţi fibrele optice în funcţie de materialul folosit, indicele de refracţie a

miezului şi de modul de trasmitere a radiaţiei luminoase

2. Efectuaţi un studiu comparativ între cele două tipuri de fibră optică monomod

şi multimod ţinând cont de: diametrele lor, traiectoriile razelor luminoase,

pierderile înregistrate şi utilizări

47




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a fibrelor optice monomod si multimod

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de identificare a fibrei optice monomod, respectiv multimod Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate

Activităţi de asociere între termeni de specialitate şi semnificaţia acestora




48

Fişa suport 3.3: Elementele componente ale unui cablu opticCompetenţa:


ELEMENTELE COMPONENTE ALE UNUI CABLU OPTIC

Un cablu optic constă în mai multe fire de sticlă, fiecare fir fiind capabil să transmită

informaţia la viteze apropiate de viteza luminii.

Deşi fibra optică simplă are o mare flexibilitate, datorită faptului că energia şi cantitatea

de informaţie transmise prin fibră sunt limitate, se folosesc cabluri alcătuite din mai

multe fibre optice simple. În acest scop, fibrele optice se acoperă cu o peliculă de

protecţie ce le conferă caracteristici mecanice comparabile cu cele ale conductoarelor

clasice.

Elementele componente ale unui cablu optic sunt:

- fibre optice de tip multimod sau monomod cu indice de refracţie salt sau

gradat (parabolic);

- element central de rezistenţă;

- straturi şi benzi de protecţie din materiale termoplastice;

- mantale interioare şi exterioare din materiale termoplastice.

1 – fibra optică

2 – element central

de rezistenţă

3 – tub din material plastic

4 – bandă separatoare din

material plastic

5 – manta exterioară

Fig. 3.3.1 Structura unui cablu optic în construcţie standard

Structura de protecţie a cablurilor opticeFibra optică este plasată într-un tub tampon de rezistenţă, cu diametrul interior de 1,2

mm şi cel exterior de 2 mm. Tuburile tampon sunt apoi cablate în sistemul clasic de

cablare: 1, 6, 12, 18, 32, 48 etc.

49

Alegerea structurilor de protecţie a cablurilor optice se face în funcţie de condiţiile

pozării, montajului şi exploatării, de structura şi caracteristicile cablurilor optice.

Fibrele optice pot fi protejate utilizând sisteme de protecţie de tip uşor sau de tip rigid.

Sistemul de protecţie uşor presupune ca fibra optică să fie protejată împotriva

solicitărilor externe de un tub de plastic (tub tampon), în care aceasta este liberă.

1 – manta

2 – perechi de serviciu

3 – fir de oţel

4 – fibre optice

5 – manta de polietilenă laminată

aderentă

Fig. 3.3.2 Cablul optic cu sistem de protecţie uşor

Sistemul de protecţie rigid presupune plasarea fibrei optice într-o manta de protecţie de

mare rezistenţă, formată din două submantale, una suplă, iar cealaltă rigidă.

1 – fire de întărire

2 – mantale

3 – centură

4 – fibre optice

5 – element central nemetalic

6 – material de întărire

Fig. 3.3.3 Cablul optic cu sistem de protecţie rigid

De reţinut! La alegerea fibrelor optice şi conductoarelor în vederea utilizării acestora la

fabricarea cablurilor de telecomunicaţii se va ţine seama de următorii factori:

1. geometria fibrei; 6. tipul conectorilor;

50

2. apertura numerică (NA);

3. atenuare (dB/km);

4. lărgimea benzii de transmisie (MHz);

5. rezistenţa mecanică maximă permisă

la întindere;

7. natura sursei (LED sau LASER);

8. mediul de funcţionare;

9. raza de curbură minimă admisă;

10. temperatura de funcţionare;

11. rezistenţa la şocuri şi vibraţii; etc.

Tabel 3.3.1 Caracteristici constructive şi funcţionale ala cablurilor optice în construcţie

standard

Tip

cablu

Nr

fibre

Diametrul

exterior

(mm)

Tub tampon

Tip

fibre

Atenuarea la

λ=820 nm

(dB/km)

Apertura

(sin θ)Diametrul

interior

(mm)

Diametrul

exterior

(mm)

C1 1 3.8 1.2 2STEP

INDEX10 0.22

C2 2 3,8 X 7,6 1.2 2STEP

INDEX10 0.22

C3 6 8 1.2 2STEP

INDEX10 0.22

C4 12 14 1.2 2STEP

INDEX10 0.22

C5 18 18 1.2 2STEP

INDEX10 0.22


1. Identificaţi elementele componente ale unui cablu optic

2. Comparaţi sistemul de protecţie de tip uşor al unui cablu optic cu sistemul de

protecţie de tip rigid, precizând avantajele şi dezavantajele fiecărui tip de

protecţie

51




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a elementelor unui cablu optico Prezentarea unor imagini ale cablurilor optice şi a accesoriilor

specifice reţelelor de comunicaţii

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi prin care se va analiza structura unui cablu opticActivităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




52

Fişa suport 3.4: Principiului de transmitere a semnalelor prin fibra opticăCompetenţa:


PRINCIPIUL DE TRANSMITERE A SEMNALELOR PRIN FIBRA OPTICĂ

Sistemele de comunicaţie cu fibră optică oferă o serie de avantaje faţă de sistemele

bazate pe transmisia informaţiei pe cale electronică, cum ar fi:

1. Imunitate la câmpuri electromagnetice perturbatoare;

2. Izolaţie electrică totală;

3. Fiabilitate în funcţionare ridicată;

4. Lipsa diafoniei între circuitele cablului;

5. Bandă de frecvenţe mai ridicată;

6. Securitate perfectă a transmisiei;

7. Număr foarte mare de convorbiri simultane;

8. Capacitate mare de transmisie;

9. Viteze mari de transfer;

10. Pierderi de transmisie mai reduse etc.

Un sistem de transmisie prin fibră optică este compus din:

transmiţător optic – produce şi codează semnalele luminoase;

ghid optic – conduce semnalele luminoase;

receptorul optic – primeşte şi decodează semnalele luminoase.

Fig.3.4.1 Sistem de comunicaţie prin fibră optică

Transmiţătorul optic conţine o diodă (laser sau LED) şi o monofibră al cărui

diametru este mai mic decât cel al fibrei optice. Semnalul de intrare este convertit în

impulsuri optice pentru a putea fi transmise pe fibra optică. Impulsurile luminoase sunt

53

prelucrate într-un sistem optic pentru a se obţine la ieşire un fascicul paralel de lumină

monocromatică care va fi injectat în monofibră.

În cazul unor surse cu spectrul mai larg se poate intercala un filtru optic pentru a obţine

radiaţii monocromatice cu anumite lungimi de undă.

Ghidul optic conţine următoarele elemente cablul optic, repetoare-amplificatoare şi

echipamentul de electroalimentare. Fasciculul de lumină de la ieşirea transmiţătorului

optic, modulat în impulsuri, este trimis în fibra optică prin cupla optică. Aceasta

realizează legătura cu sursa optică şi permite cuplarea şi decuplarea uşoară a fibrei la

transmiţător.

Receptorul optic conţine o diodă detectoare şi o monofibră al cărui diametru este

mai mare decât cel al fibrei optice. Fibra este ghidată de o cuplă optică, pentru a trimite

lumina la receptorul electronooptic. Impulsurile luminoase sunt transformate în impulsuri

de curent. Acestea sunt amplificate şi decodificate pentru a recompune semnalul

transmis.


3. Precizaţi principiul de transmitere a semnalelor prin cablurile cu fibră optică

4. Efectuaţi un studiu comparativ, între cablurile optice şi cablurile în perechi de

conductoare, având în vedere principiul de transmisie a semnalelor şi

avantajele acestora

54




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a principiului de transmitere a semnalelor

prin fibra optică

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de asociere a blocurile componente ale unei transmisii pe fibră optică şi semnificaţiile acestoraActivităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




55

Fişa suport 3.5: Joncţionarea cablurilor opticeCompetenţa:


JONCŢIONAREA CABLURILOR OPTICE

Joncţionarea cablurilor optice este procedeul prin care se poate reface o legătură

întreruptă, din cauza ruperii pe traseu a fibrelor. Cablurile optice, spre deosebire de

cablurile cu perechi de conductoare, au nevoie pentru joncţionare de condiţii şi

echipamente speciale. Este necesară executarea unei joncţionări a cablului optic

corecte deoarece performanţele transmisiei depind într-o mare măsură de aceasta.

Metodele de joncţionare a cablurilor optice sunt:

1. prin lipire cu substanţe cu proprietăţi optice;

2. prin topire şi sudură cu arc electric;

3. prin conectori de fibră optică.

Înainte de a alege metoda de joncţionare potrivită, utilizatorul trebuie să se gândească

la obiectivele pe termen lung ale investiţiei.

1. Joncţionarea cablurilor optice prin lipire cu substanţe cu proprietăţi optice

Joncţionarea cablurilor optice prin lipire (splicing) este procedeul ce presupune punerea

cap la cap a două fibre optice prin anumite metode de fixare folosind dispozitive simple.

Astfel se alinieză mecanic cele două capete de fibră pentru a permite trecerea

semnalului luminos dintr-o fibră optică în alta. Atenuarea tipicã a unei astfel de lipituri

este de 0,3-0,5dB. Lipirea fibrelor optice are ca rezultat o atenuare mai micã a

semnalului şi o atenuare de reflexie mai mare decât joncţionarea cablui optic prin

conectori, motiv pentru care este preferată în joncţionarea a două sau mai multe cabluri

optice instalate la conectarea interurbană.

Pentru realizarea joncţionării unui cablu optic prin lipire se parcurg următorele etape:

a) Pregătirea fibrei optice -- constă în curăţarea fibrei de învelişul protector şi

mantaua protectoare lăsându-se astfel fibra „goală”. Urmează apoi curăţirea

56

zonei cu o soluţie specială, urmărindu-se ca pe zona prelucrată să nu se

găsească praf sau urme de deteriorare.

b) Secţionarea fibrei optice (cleaving) – se realizează cu ajutorul unui

dispozitiv special numit cleaver;

c) Lipirea propriu-zisă – fibrele se fixează în interiorul dispozitivului mecanic,

iar gelul din interior (substanţă cu proprietăţi optice deosebite) permite

propagarea luminii dintr-o fibră optică în alta. În acest caz nu se foloseşte o

altă sursă de energie exterioară;

d) Protejarea lipiturii efectuate – se realizează cu un dispozitiv mecanic care

oferă protecţia fibrei optice faţă de mediul exterior.

Joncţionarea cablurilor optice prin lipire poate fi aplicată atât în cazul fibrelor monomod

cât şi fibrelor multimod.

2. Joncţionarea cablurilor optice prin topire şi sudură cu arc electric

Joncţionarea cablurilor optice prin sudură este procedeul ce presupune alinierea foarte

precisă a celor două capete ale fibrei optice, urmată de sudarea prin descărcarea unui

arc electric de o anumită intensitate şi durată. Acest procedeu produce o conexiune

continuă a celor douã fibre optice cu o foarte mică atenuare internă şi o atenuare de

reflexie extrem de mare. O sudură este considerată reuşită daca estimarea atenuării

este cuprinsă între 0,00dB – 0,07dB.

Pentru realizarea joncţionării unui cablu optic prin sudură se parcurg următorele etape:

a) Pregătirea fibrei optice – constă în îndepărtarea mantalei de protecţie şi a

învelişului de protecţie a fibrei.

b) Secţionarea fibrei optice – se realizează cu ajutorul unui cleaver.

Secţionarea se va face transversal astel încât să se obţină o suprafaţă extrem

de plană a capătului fibrei optice ce urmează a fi sudat (unghi mai mic de 0,5

grade faţă de axa transversală)

c) Sudarea fibrei optice – Pentru realizarea acestei etape a joncţionării unui

cablu optic se vor efectua două operaţii:

a. alinierea fibrelor optice;

b. sudarea propriu-zisă..

Aparatele de sudurã moderne efectueazã în mod automat alinierea fibrelor

optice. O dată perfect aliniate fibrele sunt expuse unui arc electric produs

între doi electrozi aflaţi faţă în faţă, perpendicular pe axa fibrelor.

57

d) Protejarea sudurii – Deşi se efectuează automat un test de tensiune

mecanică după sudare totuşi, punctul de sudură fiind fragil din punct de

vedere mecanic, se foloseşte un manşon termoretractabil care se încălzeşte

cu ajutorul unui cuptor instalat pe aparatul de sudură.

Joncţionarea cablurilor optice prin sudură se foloseşte în special la fibra optică monomod.

3. Joncţionarea cablurilor optice prin conectori de fibră opticăPentru realizarea joncţionării unui cablu optic prin conectori de fibră optică se

parcurg următorele etape:

a) Pregătirea fibrei optice – constă în curăţarea cablul optic prin îndepartarea

la capăt a învelişului exterior şi a învelişului de protecţie a fibrei pe diferite

lungimi în funcţie de tipul de conector utilizat. Sunt necesare scule şi

dispozitive speciale. Urmează apoi curaţirea zonei cu o soluţie specială,

urmărindu-se ca pe zona prelucrată să nu se găsească praf sau urme de

deteriorare.

b) Controlarea conectorilor înainte de montare – Se verifică dacă orificiu de

trecere a fibrei optice este curat sau dacă prezintă urme de praf ce îl

obturează. Conectorul trebuie curăţat, înainte de montare, cu o sculă

specială. După aceea se va testa, fără aplicarea unui adeziv, dacă fibra poate

fi introdusă în conector.

c) Introducerea fibrei optice în conector presupune asezarea corecta si

fixarea fibrei cu ajutorul unui cleste de sertizare. Dupa ceea fibra este lăsată

un timp să se lipească.

d) Polizarea suprafeţei frontale a fibrei se execută cu ajutorul unor hârtii de

polizare cu diferite grade de fineţe. Pentru ca slefuirea să se excute la

calitatea dorită, se recomandă utilizarea unor dispozitive pentru menţinerea

constantă a forţei cu care se execută şlefuirea.

e) Control şi curăţare finală La finalul joncţionării cablului optic prin conectori de fibră optică trebuie

realizată o inspectare a calităţii. Aceasta se poate realiza cu ajutorul unui

microscop portabil.

58




CUM PREDĂM?


şi documentare.



Mijloace de predare

Materiale suport:

O prezentare multimedia care să cuprindă următoarele noţiuni: o Definiţii, noţiuni teoretice;o Imagini de exemplificare a joncţionării cabluluio Imaginile diverselor scule şi dispozive necesare pentru joncţionarea

unui cablu optic

Activităţi interactive, de genul urmator:Activităţi de asociere între operaţia executată şi SDV Activităţi de tip rebus cu noţiunile învăţate




59

IV. Fişa rezumat

Numele elevului: _________________________

Numele profesorului: _________________________

Competenţe care trebuie dobândite

Activităţi efectuate şi comentarii Data

activitatii

Evaluare

Bine Satis-făcător Refacere

Comp 1(Aici se trece numele compe-tentei)

Activitate 1

Activitate2

Comentarii Priorităţi de dezvoltare

Competenţe care urmează să fie dobândite (pentru fişa următoare)

Resurse necesare

60

Competenţe care trebuie dobândite Această fişă de înregistrare este făcută pentru a evalua, în mod separat, evoluţia legată de diferite competenţe. Acest lucru înseamnă specificarea competenţelor tehnice generale şi competenţelor pentru abilităţi cheie, care trebuie dezvoltate şi evaluate. Profesorul poate utiliza fişele de lucru prezentate în auxiliar şi/sau poate elabora alte lucrări în conformitate cu criteriile de performanţă ale competenţei vizate şi de specializarea clasei.

Activităţi efectuate şi comentarii Aici ar trebui să se poată înregistra tipurile de activităţi efectuate de

elev, materialele utilizate şi orice alte comentarii suplimentare care ar putea fi relevante pentru planificare sau feed-back.

Priorităţi pentru dezvoltare Partea inferioară a fişei este concepută pentru a menţiona activităţile pe careelevul trebuie să le efectueze în perioada următoare ca parte a viitoarelor module. Aceste informaţii ar trebui să permită profesorilor implicaţi să pregătească elevul pentru ceea ce va urma.

Competenţele care urmează să fie dobândite În această căsuţă, profesorii trebuie să înscrie competenţele care urmează a fi dobândite. Acest lucru poate implica continuarea lucrului pentru aceleaşi competenţe sau identificarea altora care trebuie avute in vedere.

Resurse necesare Aici se pot înscrie orice fel de resurse speciale solicitate:manuale tehnice, reţete, seturi de instrucţiuni şi orice fel de fişe de lucru care ar putea reprezenta o sursă de informare suplimentară pentru un elev care nu a dobândit competenţele cerute.

Notă: acest format de fişă este un instrument detaliat de înregistrare a progresului elevilor. Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe astfel de fişe pe durata derulării modulului, aceasta permiţând evaluarea precisă a evoluţiei elevului, în acelaşi timp furnizând informaţii relevante pentru analiză.

61

V. Index al prescurtarilor si abrevierilor

BNC – Bayone-Neill-Concelman

PVC – policlorură de vinil

PTFE – politetrafluoroetilenă

PMMA – polimetilmetacrilatul

UTP – Unshielded Twisted Pair

STP – Shielded Twisted Pair

S/UTP – Screened Unshielded Twisted Pair

S/FTP – Screened Foiled Twisted Pair

S/STP – Screened Shielded Twisted Pair

FO – Fibră optică

LED – Light-emitting diode (diodă emiţătoare de lumină)

LASER – Light amplification by stimulated emission of radiation (amplificare a

luminii prin stimularea emisiunii radiaţiei)

LAN – Local Area Network

JF – freacvenţă joasă

RJ – radio frecvenţă

SDV – scule şi dispozitive

NA – apertura numerică

FTJ – filtru trece jos

ISDN – Reţea cu servicii digitale integrate

62

VI. Bibliografie

1. Andrei, Ilie. (2006). Tehnica transmisiei informaţiei, Bucureşti: Editura Printech;

2. Bosie, Ion şi Wardalla, Mircea. (1997). Măsurări speciale în telecomunicaţii,vol I

Bucureşti Romtelecom;

3. Bosie, Ion şi Wardalla, Mircea. Măsurări speciale în telecomunicaţii, vol II

Bucureşti: Editura Agir;

4. Boldea Gheorghe, 1974. Localizarea deranjamentelor din cablurile de

telecomunicaţii. Bucureşti: Editura Tehnică;

5. Cruceanu, C. şi Cătuneanu, V. (1980). Măsurări în telecomunicaţii, Bucureşti:

Editura Didactică şi Pedagogică;

6. Doicaru, Vladimir şi Pârvulescu, Mihai. (1994). Transmisii prin fibre optice,

Bucureşti: Editura Militară;

7. Duma, Ioan. (2004). Curs practic de comunicaţii optice, U.P.Bucureşti;

8. Georgescu, Otilia şi Andrei Ilie. (2008). Auxiliar curricular „Exploatarea şi

întreţinerea reţelelor de telecomunicaţii”;

9. Ghiţă, Teodor. (1990). Cabluri de telecomunicaţii, Bucureşti: Editura Tehnică;

10.Rădulescu Tatiana. (2004). Reţele de telecomunicaţii, Bucureşti: Editura Thalia;

11.Colecţia revistei Electronica azi;

12. www.wikipedia.org;

13. www.qsl.net/yo5qcd/cabluri.htm;

14. www.cs.ucv.ro/staff/dmancas/CD/ro/Cap2.doc ;

15. www.optokon.ro/img/articole;

16. www.elcom.pub.ro.

63

http://www.cs.ucv.ro/staff/dmancas/CD/ro/Cap2.doc

http://www.wikipedia.org/

Documents

Medii de transmisie II